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关于GD32F450VE的单车智能锁简易方案设计的分析和介绍

GD32MCU 来源:djl 2019-10-22 10:33 次阅读

1入手评测

GD32F450系列是GigaDevice去年推出的Cortex-M4内核的高端系列MCU,高达200MHz的主频。纵观同系列的M4内核MCU,单从主频上,没几家达到了200MHz,当然这跟众多因素有关。但是,不管怎么说GD这个系列达到了。同时带了的CoreMark的673(官方)高分。不同于常常用来对比的其他竞争品牌,GD32F450不仅在主频上有所提高,其还内置了独立的48MHz USB专用的振荡器。不仅省略了一颗外置晶振,也更好的解决了USB对时钟的高要求,而其他品牌MCU在USB的使用时确实有点不方便!同时GD32F450提供了两路OTG接口,包括一路高速(High Speed,480Mbps)。

关于GD32F450VE的单车智能锁简易方案设计的分析和介绍

GD32 Colibri-F450VE小红板,依旧使用了GD之前的设计风格,板载的芯片具体型号是GD32F450VET6,引出了全部I/O,方便用户的设计验证。板载了GD-Link符合CMSIS-DAP下载/调试协议以及一路串口使用了芯片的串口3(PD8和PD9),外置三个用户按键(一个weak Up按键)和三个同色LED。要说给小红板设计一点个人意见,其实可以使用三色(GRB)LED代替独立的同色LED,增加一个USB全速外设接口,再增加一个SPI接口的存储芯片,这样可玩的可能会更多一点,也不失加个传感器?同时建议GD的引脚分布图能够像TI那样给个指导手册?

再来看看资料手册方面,针对该小板GD给了较详细的入手介绍资料,还有keil开发使用的芯片底层安装包,同时给了一个基于trochili嵌入式OS的example,使用了宏定义划分了不同的例程。没有单个例程一个目录,毕竟keil不支持多个工程,使用宏定义也不失为一种解决方式。

好了,关于GD450小红板的介绍到先此为止,更详细的介绍看其官网。

2单车智能锁方案分析

共享单车的出现确实带了极大的方便,本次方案的设计参考的功能是比较完善的小橙的方案,支持远程控制、远程监控、GPS定位、蓝牙控制以及报警等功能。由于本人对电源的设计不太了解,这里就不添加太阳能的电源设计了,使用LED模拟电子锁的打开以及闭合。由于对安卓的APP开发不了,这里的蓝牙数据使用bel tools测试工具模拟,GPRS数据使用本地TCP工具模拟控制。所以标题上也加上了简单方案设计!

根据上述的方案,以下是本次设计的设计框图。

关于GD32F450VE的单车智能锁简易方案设计的分析和介绍

3方案硬件选择及搭建

虽然进入了4G网络时代,5G也快来临了,但是使用时间最长的2G网络并没有消失,同时具有覆盖更广的优点,因为单车的远程控制和监控并不需要太多的数据,同时考虑到成本,所以2G模块还是当前大部分智能锁的首选方案,本方案使用的也是2G模块sim800C。关于sim800C的更多介绍,参考附件sim800C手册介绍。

在国内,北斗的使用越来越多了,支持国货嘛。不过GPS使用量还是很多的,同时GPS的产品更加成熟,这里选用的是常见的GPS模块xxx。关于这两个模块,同类市场上也有较多的方案推出,也有集合GPRS、GPS、蓝牙(主要是蓝牙3.0)等一体的芯片方案,但多是通过AT命令进行通信,所以这里不再去讨论他们的优劣,同时身边也只有这两个模块,所以这里只是用分立模块。

之前也有提及,上述模块支持的更多是蓝牙3.0,通过SPP profile连接通信,也是AT命令和MCU通信。这里选用了TI的蓝牙4.0模块CC2541,直接和手机进行透传。原因很简单,方便!同时。因为本次设计都是选用的模块搭建的,蓝牙也就不例外了。

最后看下传感器的方案吧,传感器在检测非法移动,以及是否停放稳妥等可以检测使用,并结合报警等提示使用,单车上使用的是蜂鸣器提醒,这里直接使用LED替代了。这里选择MPU6050六轴传感器。

电源这里直接使用5v/4A稳压电压,3.3v使用LDO降压使用。

硬件清单:

项目 选型 接口 主要参数
MCU GD450 - 200M主频
2G SIM800C UART 支持四频段
GPS Xxx UART 精度<5m
传感器 MPU6050 IIC 六轴
蓝牙4.0 CC2541 UART <1Mb/s
锁开关状态 LED(替代) IO -
状态报警 LED(替代) IO -
电源 外置AC-DC - 5V/4A

系统照:

为了方便验证,这里直接选用各个模块,通过杜邦线连接了。

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